Profil CPES SV S5 profil Biologie écologie

Les étudiants vont devoir mener une analyse bibliographique sur une thématique de leur choix, validée par les responsables de l’UE. Sous le tutorat d’un enseignant-chercheur, les étudiants devront répondre à la problématique qu’ils se posent au travers d’une analyse de la bibliographie disponible. Ils devront faire l’état de l’art du domaine sur lequel ils travaillent, en identifier les zones d’incertitudes, de controverses, et les questions ouvertes restant à résoudre. Ils devront réaliser une véritable analyse scientifique critique de la bibliographie disponible, et ne pas se contenter d’un compte rendu de la bibliographie. Ils devront suivre les conventions de rédaction d’un article scientifique, impliquant la citation des sources, la synthèse d’informations par l’illustration, la problématisation et la synthèse des résultats scientifiques.

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Cette UE prolonge l'UE Base de l'évolution pour introduire les principaux concepts en écologie évolutive afin de comprendre et formaliser de façon simple les mécanismes évolutifs et écologiques qui façonnent la biodiversité à différentes échelles d'intégration.

Cette UE est conçue comme un ensemble cohérent où cours, TD et TP sont complémentaires. Les notions sont abordées par l’exemple puis formalisées à l’aide de modèles mathématiques, lesquels sont confrontés à l’expérience et à des données réelles.

Elle traitera de dynamique des populations (compétition intra- et interspécifique), de niche écologique et détaillera les mécanismes de l'évolution et leurs conséquences génétiques à l'échelle des populations: sélection naturelle (dont sélection sexuelle), influence des régimes de reproduction, dérive génétique. Les TD permettront aux étudiants de s'approprier la formalisation mathématique de notions vues en cours et leur modélisation informatique simple ainsi que des analyses de jeux de données. Les TP permettront la réalisation et l'analyse en groupes restreints de 2 expériences d'1 mois chacune (avec rédaction d'un rapport et présentation à l'oral) afin de développer la méthodologie et le raisonnement scientifique.

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L’UE est organisé en cinq grands thèmes :

Thème 1 : Cartographie génétique et recombinaison. Notions de biologie moléculaire lié à l’expression des gènes, la réparation de l’ADN et les processus épigénétique.

Thème 2 : Introduction à l’évolution moléculaire : Mesure de l’intensité de la sélection dans la divergence génétique. Horloge moléculaire et variation des taux d’évolution crée par l’action de la selection naturelle. Théorie neutraliste de l’évolution.

Thème 3: Introduction à la génomique : composition et taille des génomes. Importance des éléments répétées. Notion de liaison génétique et d’effet local de la sélection. Influence de la démographie.

Thème 4 : Outils moléculaires pour la biodiversité : Barcoding, eDNA, metabarcoding. Taxonomie moléculaire. Les limites liés à l’hybridation. Les applications en conservation.

Thème 5 : Hérédité extranucléaire. Symbiose, parasitisme et co-evolution (intra-cellulaire : p.ex. Wolbachia). Notion de phénotype étendue.

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Cette unité d'enseignement visera à aborder les éléments nécessaires à la compréhension du mode de vie des grands groupes d'organismes unicellulaires à la base du fonctionnement des écosystèmes (virus, bactéries, archées, et eucaryotes unicellulaires....). Les cours permettent d'aborder l'organisation biologique de chaque type d'organisme, les modalités de reproduction, la diversité, pour aboutir à des notions d'écologie. Nous aborderons le rôle de ces microorganismes dans le fonctionnement et la dynamique des écosystèmes, en considérant les interactions que ces organismes entretiennent avec les autres êtres vivants ( notion de « symbiose » dans toutes ses déclinaisons).

Les travaux pratiques permettront :

 - la mise en œuvre de techniques permettant le dénombrement bactérien (CFU), l’identification d’une souche particulière à partir d’un échantillon de l’environnement

 - la mise en évidence de la diversité du phytoplancton (algues unicellulaires) en milieu aquatique (eau douce)

 - la mise en évidence de la spécificité d’interactions entre bactéries et bactériophages

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L’objectif majeur consiste à apprendre les bases de l’anatomie comparée des chordés, de manière à pouvoir les comparer et les classer, avant d’en retracer les étapes-clés de l’histoire évolutive. Les enseignements sont intégratifs en ce sens qu’ils font appel à la fois aux organismes actuels et au registre fossile, de manière à documenter l’histoire évolutive du clade dans son intégralité et sous tous ses aspects. Les approches anatomiques, biomécaniques, phylogénétiques, et écomorphologiques seront abordés en CM afin d’illustrer la diversité et les grandes caractéristiques des chordés. Les TPs (et TDs) permettront d’illustrer l’évolution de la diversité des téguments, du squelette, de la musculature, du système digestif et respiratoire sur de longues échelles de temps.

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Cette UE est la continuité naturelle de l’UE “ Quantification de l’aléa ” (HAV424B) présentée en S4. Elle doit fournir les concepts de la construction de protocoles expérimentaux qui répondent à des questions biologiques et d’y associer des modèles appropriés de l’analyse de la variabilité. Une première partie sera consacrée à la construction de protocoles expérimentaux qui permettent de répondre à une multitude de questions dans les sciences du vivant, c’est-à-dire en prenant en compte l’inévitable dépendance des individus statistiques, telle l’apparentement, la structure spatiale ou temporelle des populations. Cette partie sera ainsi l’occasion d’aborder la notion de fluctuation, de réplication et pseudo-réplication, qui seront pris en compte dans les modèles construits dans la deuxième partie du cours. Cette deuxième partie s’appliquera à montrer le lien entre le protocole expérimental réalisé et la modélisation de la variabilité d’une variable réponse quantitative, via la construction de modèles incluant plusieurs variables qualitatives ou quantitatives. Une attention particulière sera portée aux conditions d’applications de ces méthodes, aux erreurs de type I et II, aux méthodes d’estimation des paramètres des modèles construits (incluant la vraisemblance) et à l’interprétation des paramètres estimés. Chaque notion sera illustrée par l'analyse de données biologiques réelles provenant de plusieurs thématiques, aidant ainsi les étudiants à découvrir non seulement les questions biologiques modernes et courantes mais également les outils développés pour y répondre. Des travaux pratiques sous R permettront de pouvoir réaliser en autonomie des analyses sur des cas biologiques publiés.

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